(完整word版)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)完整版

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡(jiǎn)支設(shè)計(jì)題目 ：空心板設(shè)計(jì)（先張法）班級(jí)：6 班姓名：于祥敏學(xué)號(hào)： 44090629指導(dǎo)老師：張弘強(qiáng)一、設(shè)計(jì)資料 .2二、主梁截面形式及尺寸 .2三、主梁內(nèi)力計(jì)算 .3四、荷載組合 .3五、空心板換算成等效工字梁 .3六、全截面幾何特性.4七、鋼筋面積的估算及布置 .5八、主梁截面幾何特性 .7九、持久狀況截面承載力極限狀態(tài)計(jì)算 .9十、應(yīng)力損失估算 .10十一、鋼筋有效應(yīng)力驗(yàn)算 .13十二、應(yīng)力驗(yàn)算 .13十三、抗裂性驗(yàn)算 .19十四、變形計(jì)算 .21預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡(jiǎn)支空心板設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1、標(biāo)跨16m，計(jì)算跨徑15.2m2、設(shè)計(jì)荷載：汽車按公路I

2、級(jí)，人群按3.0KN/m2,。13、環(huán)境：1類，相對(duì)濕度75%4、材料:預(yù)應(yīng)力鋼筋： 采用ASTM A416 97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線 （1 7標(biāo)準(zhǔn)型）,抗拉強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值fpk1860MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd1260MPa，公稱直徑15.24mm，公稱 面積140mm2，彈性模量Ep 1.95 105MPa非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HRB400級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk400MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd330MPa，彈性模量Es 2.0 105MPa箍筋：HRB335級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk335MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd280MPa，彈性模量Es 2.0 10 MPa混凝土：主梁采用C50混

3、凝土，Ec 3.45 104MPa，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck32.4MPa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值J 22.4MPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.65MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd1.83MPa5、設(shè)計(jì)要求：根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，按A類 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此梁6、施工方法：先張法二、主梁截面形式及尺寸（mm）s-140-1404*880廠-H主梁截面圖（單位mm）三、主梁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果一期恒載：跨中Md220KNmVd0支點(diǎn)：M0V70KN二期恒載：跨中Md100KNmVd0支點(diǎn)：M0V40KN汽車荷載：跨中Md220KNmVd20.0KN支點(diǎn)：M0V150KN人群：跨中Md70K

4、NmVd8.0KN支點(diǎn)：M0V22KN四、進(jìn)行荷載組合內(nèi)截-一 一力-面荷載一 - 一一跨中支點(diǎn)MdVdMV一期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G12200070二期恒載標(biāo)準(zhǔn)值G21000040人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值Q2708022汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不計(jì)沖擊荷載）220200150汽車何載標(biāo)準(zhǔn)值（計(jì)沖擊系數(shù)）238.321.70162.5持久狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值組合（汽車+人）308.329.70184.5承載能力極限狀態(tài)計(jì)算基本組合1.0 （1.2恒+1.4汽 +0.8 1.4人）79639.30384.1正常使用極限狀態(tài)按作用短期效應(yīng)計(jì)算的可變荷載設(shè)計(jì)值（0.7汽+1.0人）224220127正常使用極限狀態(tài)按

5、作用長(zhǎng)期效應(yīng)計(jì)算的可變荷載設(shè)計(jì)值（0.4汽+0.4人）11611.2068.8備注：（1）表中單位M（KN m）,V（KN）（2）沖擊系數(shù)0.083（3）考慮承載能力極限狀態(tài)時(shí)，汽車荷載計(jì)入沖擊系數(shù)考慮正常使用極限狀態(tài)時(shí)，汽車荷載不計(jì)入沖擊系數(shù)五、空心板換算成等效工字梁上翼板厚度：hfy12120卜翼板厚度：hfy22120腹板厚度：b bfbk280等效工字梁如下圖所示:33011*280458六、全截面幾何特性計(jì)算(1) 受壓翼緣有效寬度bf計(jì)算1計(jì)算跨徑的1 3，即1.3(15.2 103) 35067mm2相鄰兩梁的平均間距880mm3b 2bh12hf280 2 0 12 120 1

6、720mm取三者中的最小者，因此受壓翼緣有效寬度bf880mm(2) 全截面幾何特性的計(jì)算在工程設(shè)計(jì)中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進(jìn)行，其計(jì)算式如下:全截面面積：A A式中：Ai-分塊面積；yi-分塊面積重心至梁頂邊的距離; 截面分塊示意圖：全截面重心至梁頂距離：yiAiyiA2803OQ*-1C 5 cu1_1o33-1 1880aS9主梁全截面幾何特性如下:分塊號(hào)分塊面積Ai(mm2)Yi(mm)SAyi(mm3)YuYi(mm)2IxA (YuYi)(mm4)h %(mm4)1600X120=720006064.32 1027095.2488 108.64 1072280X660=

7、1848003306.0984 107006.708 1093600X120=720006004.32 107-27095.2488 108.64 107合計(jì)AA328800YuAYi330Yb660 330330S1.085 108Ix1.05 1010Ii6.881 109IIxIi1.738 1010表2其中：Ii-分塊面積Ai對(duì)其自身重心軸的慣性矩Ix-分塊面積Ai對(duì)全截面重心軸的慣性矩七、鋼筋面積估算及鋼束布置(1)預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算按作用短期效應(yīng)組合下正截面抗裂性要求，估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂性要求，可得跨中截面有效預(yù) 加力為:MsW 0.

8、7 ftk1epA W其中：Ms為正常使用極限狀態(tài)下按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值，由表1可知:MsMG1MG2MQS220100 224544KN m;設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心距截面下緣ap60mm，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)至截面重心軸的距離epybap330 60270mm；Npe330鋼筋估算時(shí)，截面性質(zhì)近似取用全截面的性質(zhì)來(lái)計(jì)算，由表2可知，跨中截面全截面面積A 328800mm2；全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣(即下緣)的彈性抵抗矩為10“ I 1.738 10 73W5.267 107mm3；yb330ftk為C50混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.65MPa；張拉控制應(yīng)力的20%估算，則需要預(yù)應(yīng)力

9、鋼筋的面積為61.037 102929mm0.8 1395因此，采用7 15.24的鋼絞線，則預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積Ap7 140 980mm2929mm2， 滿足條件。(2) 非預(yù)應(yīng)力鋼筋面積估算及布置在確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量后， 非預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)正截面承載能力極限狀態(tài)的要求來(lái)估 算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)到截面底邊的距離為a 60mm，則有h0h a 66060600mm先假定為第一類T梁，則有x陽(yáng)6xr0Mdfcdbfx(ho-)即1.0 796 1022.4 880 x (600 -)22解得：x 71.6mmvhf120mm(另一解不符合題意，舍去)因此確為第一

10、類T梁。由fcdbfx fsdAsfpdAp可知：Ap22488071.61260 980535mm2pd采用3根直徑為16mm的HRB400鋼筋，其面積As603mm2將預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置成一排，鋼筋布置圖如下:因此,有效預(yù)加力合力為:NpeMsW 0.7ftk(544 106) (5.267 107) 0.7 2.651epA W12703288005.267 1071.037 106N預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為con0.75 fpk0.75 18601395MPa，預(yù)應(yīng)力損失按NpeAP(10.2)con恥岸頂是丿;鋼筋O表示為立力鋼筋保護(hù)層厚度:d 16mm“入*亠c 50.

11、8mm，符合要求30mm鋼筋凈距：Sn760 3 184 7 152466.5mmd 16mm，符合要求。930mm八、主梁截面幾何特性計(jì)算查表可知，對(duì)于混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋，其彈性模量分別為Ec3.45 104MPa、Ep1.95 1 05MPa、Es2.0 105MPa(1)預(yù)加應(yīng)力階段梁的幾何特性此階段，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%fck，此時(shí)，E；3.25 104MPa則有鋼筋換算系數(shù)如下:Ep1.95 105Ec3.25 1042.0 1053.25 1046.15分塊 名稱分塊面積/ 2、A(mm )Ai重心到梁頂距離yi( mm)對(duì)梁頂邊的面積矩SAyi(mm3)自身慣性矩Ii(

12、mm4)youy(mm)ixAi(youyJ2(mm4)截面慣性矩I IiIx(mm4)混凝 土全 面積32880033081.085 101.738 10106.41.347 107EpEsEC預(yù)應(yīng) 力鋼 筋換算面 積(Ep1)Ap49006002.94 1060-263.63.405 108非預(yù) 應(yīng)力 鋼筋換算 面積(Es1)AS3105.4560061.863 100-263.682.158 10全截面換 算面積336805.45yOU336.41.133 108101.738 10105.698 108101.795 1010表3(2)使用階段梁的幾何特性 鋼筋換算系數(shù)如下：EpEpE

13、c1.95 1053.45 1045.6522.0 1053.45 1045.797分塊 名稱分塊面積A (mm2)Ai重心到梁頂距離yi(mm)對(duì)梁頂邊的面積矩S Ayi(mm3)自身慣性矩Ii(mm4)youyi(mm)lxAi(yuyj2(mm4)截面慣性矩I IiIx(mm4)混凝土全面積32880033081.085 101.738 10105.981.176 107預(yù)應(yīng) 力鋼 筋換算面 積(Ep1)Ap4558.966002.735 1060-264.023.178 108非預(yù) 應(yīng)力 鋼筋換算 面積(Es1)As2892.5960061.736 100-264.0282.016 1

14、0全截面換 算面積336251.55you335.9881.130 101.738 10105.312 1081.791 1010EsEc表4(0.51 103.fCUTbh)(0.51 103) v50 280 600變量Wou-yobhyouWob-Wp丄量youyobep階(mm3)(mm3)(mm3)段、(mm)預(yù)應(yīng)力階段5.336 107323.65.547 1076.81 107使用階段5.331 107324.025.527 1076.78 107表5其中：you,yob構(gòu)件全截面換算截面的重心到上下緣的距離Wou，Wob構(gòu)件全截面換算截面對(duì)上下緣的截面抵抗矩ep-為預(yù)應(yīng)力鋼筋重

15、心到換算截面重心的距離，eph youap，對(duì)于預(yù)應(yīng)力階段ep263.6mm,對(duì)于使用階段ep264.02mm九、持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算(1)正截面承載能力計(jì)算一般取彎矩最大的跨中截面進(jìn)行正截面承載能力計(jì)算1求受壓區(qū)高度x先按第一類T型截面梁計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度x，即：Gbfx fsdAsfpdApfsdAsfpdAp330 603 1260 980則有x一 - 厶p72.7mmvhf120mmfcdbf22.4 880受壓區(qū)全部在翼板內(nèi)，說(shuō)明確為第一類T型截面2正截面承載能力計(jì)算由預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋布置成一排， 合力作用點(diǎn)到截面底緣的距離a

16、 60mm，h。h a 660 60 600mm,正截面的 承載能力：xMufcdbfX(h。) 22.4 880 72.7 (600807.7KN mrMd796KN m因此跨中截面正截面承載力滿足要求。(2)斜截面承載能力計(jì)算斜截面抗剪承載力計(jì)算根據(jù)公式進(jìn)行截面抗剪強(qiáng)度上、下限復(fù)核，即：(0.50 103)2ftdbh0rVdrVd384.1KN其次，檢驗(yàn)下限值一一是否需要計(jì)算配置箍筋(0.50 103)2ftdbh0(0.50 103) 1.25 1.83 280 600192.15KNVr0Vd384.1KN由此可知，截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求，但必須按照計(jì)算配置箍筋。斜截面抗剪承載能力按下

17、式計(jì)算，即：r0VdVcsVpd式中：Vcs1 2 3(0.45 103)bh0.(2 0.6P)、fcu,k svfsvVpd(0.75 103)fpdApdsinp其中，1異號(hào)彎矩影響系數(shù)，11.0；2預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，21.25；3-受壓翼緣的影響系數(shù)，31.1；AsAp980603P 100100-1000.942bh0280600閉合箍筋選用雙肢直徑為12mm的HRB335鋼筋，fsv280MPa，間距Sv100mm，箍筋截面面積Asv2 113.1226.2mm2，則有0.0081因此，Vcs1 2 3(0.45 103)bh,(2 0.6P)., fcu,k svfsv1.0 1.

18、25 1.1 (0.45 103) 280 600 , (2 0.6 0.942)、50 0.0081 280=666.7KN因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋布置為直線型，因此有p0，則有Vpd0VcsVpd666.7KNr0Vd384.1KN由上可知，支點(diǎn)處截面滿足斜截面抗剪要求。斜截面抗彎承載能力由于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的施工方法采用直線配筋的先張法，即使預(yù)應(yīng)力鋼筋在梁 端微彎起，一般角度緩和，斜截面抗彎強(qiáng)度一般不控制設(shè)計(jì)，故不另行計(jì)算。十、應(yīng)力損失估算預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力按公路橋規(guī)規(guī)定采用0.75 fpk0.75 1860MPa1395MPaconsv226.2280 100(0.51 103.fCUTb

19、h)(0.51 103) v50 280 600對(duì)于采用超張拉工藝的低松弛鋼絞線，由鋼筋引起的應(yīng)力損失為式中，張拉系數(shù)，采用超張拉時(shí)，0.9;鋼筋松弛系數(shù)，對(duì)于低松弛鋼絞線，0.3;pe傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，對(duì)于先張法構(gòu)件則有:conI21395 7.81387.2MPa（1）錨具變形、鋼絲回縮引起的應(yīng)力損失（12）預(yù)應(yīng)力有效長(zhǎng)度取為張拉臺(tái)座長(zhǎng)度I 100m，張拉鋼筋后臨時(shí)錨固在臺(tái)座上，采用有 頂壓的夾片式錨具，查表可得I 4mm，則有：I2-Ep431.95 105I100 107.8MPa（2）混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失（|4）I4Ep pcEp預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值,

20、等級(jí)f；k0.8 C50 C40，查表可知，E；按張拉時(shí)混凝土的實(shí)際強(qiáng)度3.25 104MPa，因此有pcNp0eppc則有(3)EpEp1.95 104Ec3.25截面鋼筋重心由預(yù)加力產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力,(con I 2660 336.4Np0I4pc2Np0Np0ep其中，中,I。0.5602p0epI。I5)Ap=(1395 7.8 0.5263.6mm1335999.7336805.4547.87)1335999.7 263.621.795 1010Ep pc6 9.1454.84MPa鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失（I5)980=1335999.7N=9.14MPaI5(0.520.26)pef

21、pk則有I5(0.52嚴(yán)fpk0.26)pe0.90.31387.218600.26) 1387.2pe=47.87MPa(4)混凝土收縮、徐變引起的應(yīng)力損失(16)混凝土收縮、徐變終極值引起的受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失按下式計(jì)算:式中cs(tu,to)，(tu,to)加載齡期為to時(shí)，混凝土收縮應(yīng)變終極值和徐變應(yīng)變終極值；to加載齡期，即達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%的齡期，近似按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件計(jì)算，即0.8fckfck器則可知，to14d；對(duì)于二期恒載G2的加載齡期to9Od；該梁所處環(huán)境相對(duì)濕度為75%，其構(gòu)件理論厚度為查表可知:(tu,to)二(tu,14)1.79;(tu,to)=(tu,90)=

22、1.26;cs(tu,to)二cs(tu,14)二0.21103cs(tu,to)二cs(tu,90)二0.1810;對(duì)于跨中截面，有= 4.52MPa160.9Ep cs(tu,to)1 15Eppc(tu,to)PSh 2A2 3288oo88o 1320298.9mm300mmNpo(conii)Ap(conl2l40.5=(13957.8 54.84 0.5 47.87)980=128222NpONp0epMG1AoI0Wp(tu,90) MG2(tu,14)Wp1282256.51282256.5 263.62336251.551.791 10106 6220 101.26 100

23、106.81 1071.79 6.78 107其中：Np0pIAp1308.42 980 1282251.6NEp1.95 105Ec3.45 1045.652ApAs980 603Ao336251.550.0047iI0?.791 1010230.79mm-A0. 336251.551一、鋼筋的有效應(yīng)力1217.37MPa十二、應(yīng)力驗(yàn)算(1)短暫狀況的應(yīng)力驗(yàn)算構(gòu)件在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段，混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，即fck0.8 fck25.92MPa,ftk0.8 ftk2.12MPa第一階段即預(yù)加應(yīng)力階段：lI|2i40.5|5_7.8 54.84 0.5 47.87_86

24、.58MPa有效預(yù)應(yīng)力:plconepsApepAsesApAs980 2642 603 2642264.02mm980 603PS2eps1 i264.022云荷2.309因此, 有l(wèi)60.9Ep cs(tu,t)Ep pc(tu,t0)1 15ps0.9 1.951050.21 1035.652 4.52 1.79=67.11MPa115 0.00472.309H1395 86.581308.42MPa第二階段即使用階段:lII0.51516_0.5 47.87 67.11_91.05MPa有效預(yù)應(yīng)力:pIIconlI川139586.5891.05其中：Np0pIAp1308.42 980

25、 1282251.6N上緣:tctNp0NpepMG1下緣:Np0ccWouWouNpepMG1WobWob跨中截面上、下緣的正應(yīng)力：=5.93MPa（壓）v0.7 f；k0.7梁支點(diǎn)截面處上、下緣正應(yīng)力:拉區(qū)配筋率來(lái)防止出現(xiàn)裂縫，所以在預(yù)拉區(qū)配置配筋率為tCtNp0ANpep1282251.61282251.6263.6Wou336805.455.3361072.53MPa（拉）1.15ftk1.15 2.122.438MPatNp0NpeP1282251.61282251.6263.6ccAWob336805.455.547107上緣:下緣:0.7 25.9218.14MPav0.7 fc

26、k=9.90MPa（壓）ep263.6mm則有tCtNp0NpepMG1AoWouWou1282251.61282251.6 263.6336805.455.336 1076220 107= 1.60MPa （壓）5.336 107tccNp0NpepMG1AoWobWob1282251.6336805.451282251.6 263.65.547 1076220 105.547 10725.9218.14MPa由上式計(jì)算可知，支點(diǎn)截面上緣處于受拉狀態(tài),tCt1.15fck，因此可通過(guò)規(guī)定的預(yù)0.5%的非預(yù)應(yīng)力鋼筋(I)混凝土在預(yù)加應(yīng)力階段時(shí)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80% fck，此時(shí)，E；3.25

27、104MPa其中：Np0pIAp1308.42 980 1282251.6NA00.5% 336805.451684.03mm2故選用9根直徑為16mm的非預(yù)應(yīng)力鋼筋(As1810mm2)配置在空心板的頂端,其中非預(yù)應(yīng)力鋼筋的重心到空心板上緣的距離as60mm配置上緣非預(yù)應(yīng)力鋼筋后，跨中截面的截面幾何特性如下表:則有鋼筋換算系數(shù)如下:EpEp1.95 1 05小E；3.25 104EsEsECP 6.153.25 104As分塊 名稱分塊面積2A(mm )Ai重心到梁頂距離yi( mm)對(duì)梁頂邊的面積矩S AiYi(mm3)自身慣性矩h (mm4)YouYi(mm)lxAi(YouYi)2(m

28、m4)截面慣性矩I IiIx(mm4)混凝 土全 面積32880033081.085 101.738 1010-1328800預(yù)應(yīng) 力鋼 筋換算面 積(Ep1)Ap49006002.94 1060-2713.599 108上緣 非預(yù) 應(yīng)力鋼筋 換算 面積(Es1)As9321.560559290026986.745 10下緣 非預(yù) 應(yīng)力鋼筋 換算 面積(Es1)AS3105.4560061.863 100-27182.281 10全截面換 算面積A0346126.95you32981.139 10101.738 101.263 109I01.864 1010在使用階段梁時(shí)的幾何特性鋼筋換算系數(shù)

29、如下：分塊 名稱分塊面積Ai(mm2)Ai重心到梁頂距離Yi(mm)對(duì)梁頂邊的面積矩S AiYi(mm3)自身慣性矩Ii(mm4)YouYi(mm)IxAi(YouYi)24(mm )截面慣性矩I IiIx(mm4)混凝土全面積3288003301.085 1081.738 1010-1328800EpEpEc1.95 1053.45 1045.652EsEsEc2.0 1053.45 1045.797預(yù)應(yīng) 力鋼 筋換算面 積(Ep1)Ap4558.966OO62.735 100-2713.348 108上緣 非預(yù) 應(yīng)力鋼筋 換算 面積(Es1)As8682.660520956026986.2

30、83 10下緣 非預(yù) 應(yīng)力鋼筋 換算 面積(Es1)As2892.5960061.736 100-2712.124 108全截面換 算面積A。344934.2you32981.135 10101.738 1091.176 10101.856 1010表7變Wou-yobhyouWob-Wp丄量youyobep階/3、(mm)/3、/3、段、(mm )(mm )(mm )預(yù)應(yīng)力階段5.666 1073315.631 1076.878 107使用階段5.641 1073315.607 1076.849 107表8其中：you, yob構(gòu)件全截面換算截面的重心到上下緣的距離Wou，Wob構(gòu)件全截面換

31、算截面對(duì)上下緣的截面抵抗矩ep-為預(yù)應(yīng)力鋼筋重心到換算截面重心的距離，eph you，對(duì)于預(yù)應(yīng)力階段ep271mm，對(duì)于使用階段ep271mm(2)持久狀況的正應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)取最不利截面進(jìn)行控制驗(yàn)算，對(duì)于直線配筋的等截面簡(jiǎn)支梁來(lái)說(shuō)，一般以跨中截 面為最不利截面。由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)加力在截面上緣產(chǎn)生的混凝土的法向應(yīng)力：CUptkcNpONpoep0MG1MG2MQAoWouWouWouWoupe預(yù)應(yīng)力鋼筋的永存預(yù)應(yīng)力Npo使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力，Np。poApi6Askc受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力；p0 con l 14， 其中14為使用階段受拉區(qū)預(yù)應(yīng)

32、力鋼筋由混凝土彈 性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；1為受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋總的預(yù)應(yīng)力損失；16受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋由混凝土收縮和徐變的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力作用點(diǎn)至構(gòu)件換算截面重心軸的距離p0Apyp1 6Asysep0p0Ap1 6AsAs受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積ys受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至換算截面重心的距離Wou構(gòu)件混凝土換算截面對(duì)截面上緣的抵抗矩MG2由橋面鋪裝、人行道和欄桿等二期恒載產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值MQ由可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的截面最不利彎矩；汽車荷載考慮沖擊系數(shù)；因此，p0con1141395 (86.5891.05) 54.841272.21MPaNp0 p0Ap16As二12

33、72.21 980 67.11 603 1206298.47N預(yù)應(yīng)力鋼筋中的最大拉應(yīng)力:p max/MG1MG2MQpeEP() y0 pI0I0I0其中:kc作用(或荷載)標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力ep0p0Apyp16Asys_1272.21 980 27167.11 603 27116As_272.21 980 67.11 603因此,cuptNp0kcNp0ep0MG1MG2MQA0WouWouWouWou1206298.471206298.47 271(220100308.3)106344934.25.641 1075.641107p0AP_8.84MPaV0.5fck0.5 32

34、.416.2MPa6=1217.375.652（22100觀3）1027112692 1209預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力為超過(guò)限制，但因空蘭出4.98% 5%，可1209認(rèn)為鋼筋滿足要求。(3)持久狀況混凝土主應(yīng)力計(jì)算截面圖如下：x-x計(jì)算點(diǎn)取上梗肋a a處，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由載荷標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的 混凝土主壓應(yīng)力cp和主拉應(yīng)力tp:y。計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)至換算截面的距離I0換算截面慣性矩cy由豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土壓應(yīng)力=1269.2MPa0.65 fpk0.65 18601209MPa1.856 1010cptpcxNp0Np0ep0 ny0oMG1MG2MQ廠y0o廠excy

35、2在計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)，按作用(或荷載)標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算的剪力產(chǎn)生的混凝土剪應(yīng) 力；當(dāng)計(jì)算截面作用由扭矩時(shí)，尚應(yīng)考慮由扭矩引起的剪應(yīng)力；對(duì)于等高度梁截面上任一點(diǎn)在作用(或荷載)標(biāo)準(zhǔn)值組合的剪應(yīng)力按下列公式計(jì)算blVGI、VG2分別為一期恒載和二期恒載作用引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ可變作用(或荷載)引起的剪力標(biāo)準(zhǔn)值組合；對(duì)于簡(jiǎn)支梁，VQ計(jì)算式為VQVQ1VQ2So計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)以上(或以下)部分換算截面面積對(duì)界面重心軸的面積矩b計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)處構(gòu)件腹板的寬度計(jì)算主應(yīng)力點(diǎn)以上換算截面的重心至截面上緣距離為60mm,梗肋a a以上面積對(duì)截面重心軸x x的面積矩為SoAiy (880 120) (329 60)=2.8

36、41 107mm3=6.89MPacy由此可知，混凝土壓應(yīng)力cp6.894Mpa 0.6Q 0.6 32.4 19.44MPa，故滿足公 路橋規(guī)的要求?；炷林骼瓚?yīng)力tp0.0038Mpa0.5林0.5 2.65 1.33MPa,故只需按照構(gòu)造配置箍筋。十三、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算(1)作用短期效應(yīng)組合作用下的正截面抗裂性驗(yàn)算正截面抗裂驗(yàn)算取跨中截面進(jìn)行預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力cxNp0Np0ep0Iy0oMG1MG2MQy。Io1206298.471206298.47344934.21.8562711106(329 120)(220 1003083) 101.856

37、1010(329 120)VG1S(VG2VQ)S0(0 029.7) 2.841 107因此有:cptpbI。cx cy6.8910280 1.856 10cx cy 22嚴(yán)0)20.1622_ 沁叱20.0038MPa=0.162MPabio(VG2VQ)SJ也 仏空 _ 空迦坐1206298.4772719.29MPaAo Wob346126.955.631 107pc由作用短期效應(yīng)產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力st叫MG1MG2MQS=(220 100W對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載短期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力9.7 9.29 0.41MPaV0.7 ftk0.7 2.65 1.855Mpa因此滿足公路橋規(guī)中A類部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的抗裂要求。3由作用長(zhǎng)期效應(yīng)產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力6MiMGIMG2MQI_ (220100116) 10stWWob對(duì)于A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，作用荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合作用下的混凝土拉應(yīng)力lt pc7.789.29